Wie Plasmapolieren die Korrosionsbeständigkeit von Metallen verbessert

Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit mit Plasmapoliermaschine

In der modernen Fertigung ist Korrosion nicht nur ein ästhetisches Problem - sie ist eine entscheidende Herausforderung für Zuverlässigkeit und Sicherheit. Korrosion kann zum Ausfall von Bauteilen, zu strukturellen Schäden und sogar zu katastrophalen Vorfällen führen. Studien zeigen, dass die weltweiten wirtschaftlichen Verluste aufgrund von Korrosion etwa 3-4% des BIP. Für Branchen wie Medizinische Geräte, Luft- und Raumfahrt, Energie, Automobil und HalbleiterDie Korrosionsbeständigkeit entscheidet direkt über die Lebensdauer des Produkts und die Einhaltung von Vorschriften.

Traditionelle Poliermethoden -mechanisches Polieren, chemisches Polieren und Elektropolieren-sind bei der Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit begrenzt. Mechanisches Polieren neigt dazu, Spannungskonzentrationszonen zu erzeugen, chemisches Polieren kann Rückstände hinterlassen, und beim Elektropolieren kommt es häufig zu einer ungleichmäßigen Oberfläche. Im Gegensatz dazu, Plasma-Poliermaschinen (PPM) nutzen plasmagestützte elektrochemische Prinzipien zur Rekonstruktion der Mikrostruktur des Metalls auf der NanometerskalaDadurch wird die Korrosionsbeständigkeit erheblich verbessert.

Beziehung zwischen Korrosionsmechanismus und Oberflächenzustand

Die Korrosion von Metallen wird in der Regel durch elektrochemische Reaktionen angetrieben, und die Geschwindigkeit ist eng mit dem Zustand der Oberfläche verbunden:

• Oberflächenrauhigkeit (Ra-Wert): Raue Oberflächen schaffen lokale anodische/kathodische Stellen, die eine lokale Korrosion auslösen.
• Eigenspannung und Fehler: Mikrorisse und Kratzer werden zu Ausgangspunkten für Lochfraß und Spaltkorrosion.
• Oberflächenverunreinigungen: Chemische Rückstände oder partikuläre Verunreinigungen stören die Stabilität des Passivfilms und beschleunigen die Korrosion.
• Integrität der passiven Schicht: Unebene oder defekte Oxidschichten werden leicht von Chloriden oder sauren Umgebungen angegriffen.

Der Hauptwert des Plasmapolierens liegt in seiner Fähigkeit, diese Ursachen direkt anzugehen, Rekonstruktion der Oberflächenmikrostruktur und der chemischen Zusammensetzung.

Warum Plasmapolieren die Korrosionsbeständigkeit verbessert

1. Rekonstruktion von Oberflächen im Nanometerbereich

Plasmapolieren reduziert die Oberflächenrauhigkeit auf Ra 0,01-0,05 μmDadurch werden Spitzen und Täler praktisch eliminiert. Die verbesserte Ebenheit minimiert korrosionsaktive Stellen und verhindert frühzeitigen Lochfraß und Spaltkorrosion.

2. Bildung einer stabilen Passivschicht

Während des Polierens bildet sich unter der elektrochemischen Umgebung des Mikroplasmas automatisch eine gleichmäßige und dichte Passivschicht:

• Rostfreier Stahl (Fe-Cr-Ni): Die Dicke der Cr₂O₃-Schicht nimmt um 20-40%Dadurch wird die Chloridkorrosionsbeständigkeit erheblich verbessert.
• Titan-Legierungen: Es bildet sich ein TiO₂-Nanofilm, der eine sehr hohe chemische Inertheit und Biokompatibilität aufweist.

3. Rückstandsfrei und umweltfreundlich

Im Gegensatz zum herkömmlichen chemischen Polieren werden beim Plasmapolieren umweltfreundliche Elektrolyte verwendet, die keine starken Säuren wie Schwefel- oder Salpetersäure enthalten. Die verbesserte Oberflächenreinheit verringert das Korrosionsrisiko bei Salzsprühnebel, Feuchtigkeit und anderen rauen Umgebungen erheblich.

4. Verringerung von Eigenspannungen und Defekten

Mikrorisse und Grate auf der Oberfläche werden beim Plasmapolieren "passiviert", wodurch die Wahrscheinlichkeit von Spannungsrisskorrosion (SCC) sinkt.

5. Prozesskonsistenz und Kontrollierbarkeit

Das vollständig CNC-gesteuerte Plasmapolieren gewährleistet eine hohe Prozessstabilität und garantiert eine gleichbleibende Korrosionsbeständigkeit bei großen Produktionsserien.

Fallstudie: Leistung im Salzsprühnebeltest

Ein europäischer Luftfahrtzulieferer verglich elektropolierte und plasmapolierte Edelstahlproben:

• Elektropolierte Probe: Zeigte nach 96 Stunden Salzsprühnebeltest Lochfraß.
• Plasmapolierte Probe: Nach 500 Stunden Dauertest blieb es korrosionsfrei.

Die Ergebnisse zeigen, dass Plasmapolieren die Korrosionsbeständigkeit verbessern kann durch bis zu 5 MalDadurch wird die Lebensdauer der Komponenten erheblich verlängert und die Wartungskosten werden gesenkt.

Warum Plasmapoliermaschinen die Zukunft der korrosionsbeständigen Fertigung sind

• Überlegener Schutz: Bildet dichte, stabile passive Schichten.
• Umweltfreundliches Verfahren: Keine giftigen Chemikalien, Übereinstimmung mit den weltweiten Umweltstandards.
• Branchenübergreifende Anwendbarkeit: Geeignet für Edelstahl, Titan, Aluminium, Kupfer und Edelmetalle.
• Einhaltung von Vorschriften: Unterstützt ISO 13485, AS9100D und ASTM-Korrosionsstandards.
• Bewährte Leistung: Langfristige Korrosionsbeständigkeit, die in zahlreichen Industrieanwendungen nachgewiesen wurde.

Schlussfolgerung

In der globalen Fertigung entscheiden Zuverlässigkeit und Konformität der Produkte über die Wettbewerbsfähigkeit auf dem Markt. Die Plasma-Poliermaschine schafft ultraglatte, rückstandsfreie und stabile Oberflächen und verbessert die Korrosionsbeständigkeit von Metallen erheblich. Es verlängert nicht nur die Lebensdauer der Produkte, sondern senkt auch die Wartungskosten und unterstützt eine nachhaltige Produktion.

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